无级变速器的制造方法
【专利摘要】本发明属于传动领域，涉及一种无级变速器。该变速器解决了现有无级变速器成本高、传动带容易损坏、不能承受较大的载荷等问题。它实现了无级变速器的诸多优点，又能承受较大的载荷。该变速器结构简单可靠、体积小、成本低。该变速器通过输入装置2将动力同时传递给液力变矩器泵轮9和行星齿轮组的齿圈15。行星齿轮组的行星齿轮架12与输出装置3连接，进行动力输出；行星齿轮组的太阳轮13与液力变矩器涡轮8连接，使液力变矩器的涡轮8倒转，通过增加液力变矩器的泵轮9和涡轮8的转速差，来扩大变矩、变速范围。泵轮9通过改变涡轮8的扭矩、转速和转动方向改变变速器的动力输出。
【专利说明】无级变速器
【技术领域】
[0001] 本发明属于传动领域，具体的说是一种无级变速器。
【背景技术】
[0002] 目前的变速器主要分为有级变速器，无级变速器。
[0003] 有级变速器又分为手动变速器、液力自动变速器、手自一体变速器、双离合变速 器。手动变速器操作复杂，误操作容易对变速器造成损害，而且恶劣的交通状况下驾驶起来 比较累人。液力自动变速器传动效率低，经济性不好，结构复杂，维修成本高。手自一体变 速器结构复杂，成本高。双离合变速器在复杂工况下，如长时间堵车，离合器长时间处于半 联动状态，容易发生故障。
[0004] 无级变速器驾驶平顺性、加速性、经济性以及排放都较好。无级变速器最大优点就 是无级控制输出的速比，在行驶中达到行云流水的感觉，没有换档的感觉，加速也会比自动 变速器快。
[0005] 但是目前的无级变速器多采用特殊钢带进行动力传递，对材料要求比较苛刻，价 格昂贵，维修费用高。而且在大扭矩输出时容易损坏，因此多用于小排量汽车。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有无级变速器成本高、传动带容易损坏、不能承受较大的载荷等问题， 本发明提供一种无级变速器。它实现了无级变速器的诸多优点，又能承受较大的载荷。该 变速器结构简单可靠、成本低、体积小，甚至可以整体安装的发动机上。
[0007] 该变速器主要通过以下方式实现：该变速器通过输入装置2将动力同时传递给液 力变矩器泵轮9和行星齿轮组的齿圈15。行星齿轮组的行星齿轮架12与输出装置3连接， 进行动力输出；行星齿轮组的太阳轮13与液力变矩器涡轮8连接，使液力变矩器的涡轮8 倒转，通过增加液力变矩器的泵轮9和涡轮8的转速差，来扩大变矩、变速范围。泵轮9通 过改变涡轮8的扭矩、转速和转动方向改变变速器的动力输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1 :变速器实例轴向剖视图
[0009] 1、变速器壳
[0010] 2、输入装置
[0011] 3、输出装置
[0012] 4、单向离合器轴管
[0013] 5、单向离合器
[0014] 6、导论
[0015] 7、锁止器
[0016] 8、涡轮
[0017] 9、泵轮
[0018] 4-9构成液力变矩器。
[0019] 10、液力变矩器壳上的齿轮（半径为6R)
[0020] 11、传动轴
[0021] 12、行星齿轮组的行星齿轮架
[0022] 13、行星齿轮组的太阳轮（半径为4R)
[0023] 14、行星齿轮组的行星齿轮（半径为4R，安装在行星齿轮组的行星齿轮架12上）
[0024] 15、行星齿轮组的齿圈（内圈半径为12R)
[0025] 12-15构成本实例的行星齿轮组。
[0026] 16、传动部太阳轮（半径为R)
[0027] 17、传动部行星齿轮（半径为2R，安装在变速器壳1上）
[0028] 18、传动部齿圈（内圈半径为5R)
[0029] 16-18构成本实例的传动部，该传动部与行星齿轮组的区别是：传动部行星齿轮 17安装在变速器壳1上，而行星齿轮组的行星齿轮14是安装在行星齿轮组的行星齿轮架 12上。该传动部的主要作用是同轴改变转动的方向并改变传动比。该传动部齿圈和传动部 太阳轮的传动比为0.2。
[0030] 图2:泵轮轴向剖视图
[0031] 图3:液力变矩器外观图
[0032] 图4 :传动轴外观图
【具体实施方式】
[0033] 以下将通过实例来解释本
【发明内容】
，本实例仅为阐明本发明的实施方案，并非用 以限制本发明。需说明，以下实例及图中，与本发明非直接相关的元件已省略，且图中各元 件尺寸仅为求容易理解，并非用以限制实际比例。
[0034] 该变速器主要结构：液力变矩器、行星齿轮组。如图1所示。
[0035] 行星齿轮组的太阳轮13、行星齿轮组的行星齿轮架12、行星齿轮组的齿圈15三 端，一端与输入装置2连接，一端与输出装置3连接，一端与液力变矩器涡轮8连接。
[0036] 具体实现方式一：行星齿轮组的行星齿轮架12与输入装置2连接，行星齿轮组的 齿圈15与输出装置3连接，行星齿轮组的太阳轮13与液力变矩器的涡轮8连接。
[0037] 具体实现方式二：行星齿轮组的行星齿轮架12与输入装置2连接，行星齿轮组的 太阳轮13与输出装置3连接，行星齿轮组的齿圈15与液力变矩器的涡轮8连接。
[0038] 具体实现方式三：行星齿轮组的齿圈15与输入装置2连接，行星齿轮组的行星齿 轮架12与输出装置3连接，行星齿轮组的太阳轮13与液力变矩器的涡轮8连接。
[0039] 具体实现方式四：行星齿轮组的齿圈15与输入装置2连接，行星齿轮组的太阳轮 13与输出装置3连接，行星齿轮组的行星齿轮架12与液力变矩器的涡轮8连接。
[0040] 具体实现方式五：行星齿轮组的太阳轮13与输入装置2连接，行星齿轮组的齿圈 15与输出装置3连接，行星齿轮组的行星齿轮架12与液力变矩器的涡轮8连接。
[0041] 具体实现方式六：行星齿轮组的太阳轮13与输入装置2连接，行星齿轮组的行星 齿轮架12与输出装置3连接，行星齿轮组的齿圈15与液力变矩器的涡轮8连接。
[0042] 其特点是：行星齿轮组的齿圈15、行星齿轮组的行星齿轮架12、行星齿轮组的太 阳轮13三端都不固定。
[0043] 实例中的具体实现方式是：通过输入装置2将动力同时传递给液力变矩器泵轮9 和行星齿轮组的齿圈15。行星齿轮组的行星齿轮架12与输出装置3连接，进行动力输出； 行星齿轮组的太阳轮13与液力变矩器涡轮8连接，使液力变矩器的涡轮8倒转，通过增加 液力变矩器的泵轮9和涡轮8的转速差，来扩大变矩、变速范围。泵轮9通过改变涡轮8的 扭矩、转速和转动方向改变变速器的动力输出。
[0044] 它有三条动力传递通道，通道中包括但不限于所列部件：
[0045] 一、输入装置--行星齿轮组--输出装置。通道一的特点：输入装置2使用刚性 元件与输出装置3连接，仅采用齿轮传动方式不间断的进行动力传递。
[0046] 二、输入装置--液力变矩器--行星齿轮组--输出装置。通道二的特点：输入 装置2通过非刚性（液力）元件液力变矩器与输出装置3 "软连接"，进行扭矩传递、变矩、 变速、离合。
[0047] 三、输入装置--行星齿轮组--液力变矩器的涡轮。通道三的特点：输入装置2 与液力变矩器涡轮8连接，仅采用齿轮传动方式不间断的进行动力传递，扩大变矩、变速范 围。
[0048] 传动比分析
[0049] 为了更好的阐明本发明，设定以下参数：
[0050] r :输入装置2的转速
[0051] c :输出装置3的转速
[0052] q :行星齿轮组的齿圈15的转速
[0053] t :行星齿轮组的太阳轮13的转速。t可以是正值也可以是负值，正值表示行星齿 轮组的太阳轮13与输入装置2转动方向相同，负值表示行星齿轮组的太阳轮13与输入装 置2转动方向相反。
[0054] w:润轮8的转速。w可以是正值也可以是负值，正值表示涡轮8与输入装置2转 动方向相同，负值表不润轮8与输入装置2转动方向相反。
[0055] A :输入装置2与行星齿轮组的齿圈15的传动比，A=_r / q。因为输入装置2与行 星齿轮组的齿圈15转动方向相反，因此用使A的值为正值。
[0056] B :涡轮8与行星齿轮组的太阳轮13的传动比，B=_(w / t)。因为涡轮8与行星齿 轮组的太阳轮13转动方向相反，因此用使B的值为正值。
[0057] C:变速器传动比，C=_r / c。因为输入装置2与输出装置3转动方向相反，因此用 使C的值为正值。
[0058] 由图1得知：本实例行星齿轮组的太阳轮13半径为4R，行星齿轮组的行星齿轮14 半径为4R，行星齿轮组的齿圈15半径为12R。
[0059] 因此由以上参数可以得出：
[0060] q=-r/A
[0061] t=-w / B
[0062] c=q/4*3+t/4=-3r/4A-w/4B 〇
[0063] 液力变矩器锁止器7锁止后：w=r。
[0064] 因此锁止器 7 锁止后：C=-r / c=r / (3r / 4A+r / 4B)=1 / (3 / 4A+1 / 4B)。
[0065] 本实例中输入装置2与行星齿轮组的齿圈15的传动比A=2,涡轮8与行星齿轮组 的太阳轮13的传动比B=0. 2。
[0066] 因此本实例锁止器7锁止后变速器传动比C=1 / 1.625=0. 6154。
[0067] 实际应用中，应该根据实际工况选择合适的传动比。可以根据需要调整A、B的值， 也可以改变行星齿轮组的尺寸比例来改变变速器的传动比。
[0068] 变速器工作过程
[0069] 当变速器输出装置3转速为0时，涡轮8按与泵轮9相反的方向倒转，增加了液力 变矩器涡轮8与泵轮9的转速差，且此时涡轮8相对于导轮6倒转，导轮6给涡轮8的反作 用力增加。因此，在车辆起步时，液力变矩器能够为变速器提供较大扭矩。
[0070] -直深踩油门，液力变矩器的涡轮8与泵轮9就会一直保持最大转速差，变速器可 以一直以最大扭矩进行输出，直到发动机转速达到最大值。稳定油门，则变速器开始平稳的 变速过程，直至液力变矩器锁止进行匀速转动。
[0071] 另外，可以使用差速器代替本发明中行星齿轮组的，来实现本发明。
[0072] 差速器行星齿轮架、差速器左侧齿轮、差速器右侧齿轮三端，仅有一端与输出装置 3连接。差速器一端与输出装置3连接，一端与输入装置2连接，一端与液力变矩器的涡轮 8连接。
[0073] 具体实现方式一：差速器行星齿轮架与输出装置3连接，差速器一个侧齿轮与输 入装置2连接，一个侧齿轮与液力变矩器的涡轮8连接。
[0074] 具体实现方式二：差速器行星齿轮架与输入装置2连接，差速器一个侧齿轮与输 出装置3连接，一个侧齿轮与液力变矩器的涡轮8连接。
[0075] 具体实现方式三：差速器行星齿轮架与液力变矩器的涡轮8连接，差速器一个侧 齿轮与输入装置2连接，一个侧齿轮与输出装置3连接。
[0076] 该变速器具有通过涡轮8的倒转主动增加扭矩的特点，使得车辆即使在高速行驶 进行加速时仍能够提供较大的扭矩输出。它能够一定程度的对液压油的阻力加以利用。涡 轮8的倒转增加了导轮6对涡轮8的反作用力，扩大了变矩、变速范围。
[0077] 该变速器通过行星齿轮组进行动力合成，增加了扭矩输出。
[0078] 因为该变速器是无级变速，减少了发动机的转速波动，且变速器的变速范围大，提 高了燃油经济性。
[0079] 该变速器是真正的自动变速器，它不需要其他辅助系统（如与调速相关的换挡机 构、液压系统、电子系统等）即可根据输出转速自动调节输出扭矩和传动比。
[0080] 此外，该变速器可以当作改进的变矩器使用，使用方式是在该变速器动力传递通 道一或三中加装一个变速机构。该变速器能够用极少的档位大幅度增加变速范围。
【权利要求】
1. 一种变速器，它包括液力变矩器。其特征在于，输入装置（2)与液力变矩器的泵轮 (9)连接，输入装置（2)与液力变矩器的涡轮（8)连接。
2. 根据权利要求1的变速器。其特征在于，输入装置（2)向液力变矩器的泵轮（9)传 递动力的转动方向与输入装置（2)向液力变矩器的涡轮（8)传递动力的转动方向相反。
3. 根据权利要求1的变速器。其特征在于，输入装置（2)使用刚性元件与液力变矩器 的涡轮⑶连接。
4. 根据权利要求3的变速器。其特征在于，输入装置（2)使用刚性元件与液力变矩器 的涡轮（8)连接，且该连接仅采用齿轮传动方式不间断的进行动力传递。
5. 根据权利要求1的变速器，它包括行星齿轮组。其特征在于，行星齿轮组的行星齿轮 架（12)、行星齿轮组的齿圈（15)、行星齿轮组的太阳轮（13)三端都不固定。
6. 根据权利要求5的变速器。其特征在于，行星齿轮组一端与输入装置（2)连接，一端 与输出装置（3)连接，一端与液力变矩器的涡轮（8)连接。
7. 根据权利要求6的变速器。其特征在于，行星齿轮组的齿圈（15)与输入装置（2)连 接，行星齿轮组的行星齿轮架（12)与输出装置（3)连接，行星齿轮组的太阳轮（13)与液力 变矩器的涡轮（8)连接。
8. 根据权利要求1的变速器，它包括差速器。其特征在于，差速器行星齿轮架、差速器 左齿轮、差速器右齿轮三端，仅有一端与输出装置（3)连接。
9. 根据权利要求8的变速器。其特征在于，差速器一端与输出装置（3)连接，一端与输 入装置（2)连接，一端与液力变矩器的涡轮（8)连接。
10. 根据权利要求9的变速器。其特征在于，差速器的行星齿轮架与输出装置（3)连 接，一个侧齿轮与输入装置（2)连接，一个侧齿轮与液力变矩器的涡轮（8)连接。
11. 根据权利要求1的变速器。其特征在于，输入装置（2)使用刚性元件与输出装置 (3)连接，且该连接仅采用齿轮传动方式不间断的进行动力传递。
12. 根据权利要求1的变速器。其特征在于，该变速器动力传递通道一或三中包含变速 机构。
【文档编号】F16H57/08GK104061307SQ201310500766
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年10月13日 优先权日:2013年5月7日
【发明者】夏兴旺 申请人:夏兴旺